Transcript 4軸2足歩行ロボットの基本動作に関する研究

4軸2足歩行ロボットの基本動作に関する研究
矢萩研究室
ソ16038 福士智之
http://www.aomori-u.ac.jp/staff/yahagi/lab/GR_2007/fukushi/
発表内容
1. 研究目的
2. 4軸2足歩行ロボットの製作
3. ロボットの基本動作の実験
1. ロール軸に関する重心移動
2. ヨー軸に関する移動
4. 超音波距離センサの実験
5. 静歩行プログラム開発
6. 考察･結果
研究目的
1. 「４軸２足歩行ロボット」を利用した、静歩行
時に基本となる重心移動(ロール、ヨー）のコ
ントロール
2. 超音波距離センサのロボットへの装着
3. 静歩行プログラム開発
4軸2足歩行ロボットの製作
1. 浅草ギ研で販売されている部品を基にして、
SolidWorksを用いて各部品の設計を行った。
2. 各部品は、アセンブリ機能を用いて一つずつ
干渉チェックを行い、その後、実際に各部品
を一つずつ組み立てた。
部品の設計
部品の組立て
超音波センサの固定部品
1. 浅草ギ研で販売されている超音波センサPINGを基にして、
超音波距離センサとセンサ固定部品をSolidWorksを用い
て設計した。
2. 設計した超音波センサとセンサ固定部品は、アセンブリ機
能で干渉チェックを行い、切削機で加工した後、超音波セン
サとセンサ固定部品を組み立てた。
完成したロボット
製作したロボット
ロボットの基本動作の実験
実験に使用したマイコンボード（ATmega32)
サーボの番号
1番
3番
2番
0番
ロール軸
• ロール軸
– 0, 2番のサーボの軸
– 体を横に揺らす方向に
動く
ロール軸に関する測定結果
サーボ
[0]
サーボ
[1]
サーボ サーボ
[2]
[3]
角度
[°]
-25
0
-30
0
50
-20
0
-30
0
40
-15
0
-30
0
30
-10
0
-30
0
20
-8
0
-15
0
20
ロール軸に関するデータ結果
• ロール軸は、サーボ[1]番とサーボ「3」番の値
を0に設定し、基本動作の測定を行った。
• 重心移動の限界は、サーボ[0]番の値が－８
であり、角度も20度であることが求められた。
ヨー軸
• ヨー軸
– 1, 3番のサーボの軸
– 体をひねる方向に動く
– 実験では1番のサーボ
だけを動かした
ヨー軸に関する測定結果
サーボ サーボ サーボ サーボ
[0]
[1]
[2]
[3]
変化
角度
[°]
+0
+0
+0
+0
なし
0
+0
+5
+0
+0
右向き
10
+0
+10
+0
+0
右向き
20
+0
+15
+0
+0
右向き
25
+0
+20
+0
+0
右向き
37
+0
+25
+0
+0
右向き
46
+0
+30
+0
+0
右向き
60
+0
+35
+0
+0
右向き
67
ヨー軸に関するデータ結果
• ヨー軸 (天地軸)に対しては、サーボ[0]番.
サーボ[2]番.サーボ[3]番の値を0に設定し、
基本動作の測定を行った。
• 移動の範囲は0～35の間で、角度が0～67°
変化することがわかった。
超音波距離センサの実験
1.
2.
3.
浅草ギ研から発売されている超音波距離センサPINGを用いた。(図)
ATw-ping1.cのプログラムを用いて、超音波センサの測定範囲を調べ
た。
SIMPLE TERMを用いて測定した。
超音波距離センサによる距離の測定方法
SIMPLE TERMを用いて得られた測定結果
超音波距離センサの測定結果
80
70
カウンタ数
60
50
40
30
20
10
0
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
距離(cm)
13
14
15
16
17
18
19
20
静歩行プログラム開発
• 開発環境：GCC Developer Lite
• 使用言語：C言語
• サンプルプログラムを基に、静歩行プログラ
ムを作成
静歩行のフローチャート
メイン関数
スタート
Go_Fw開始
PC端子設定
ステップ0
ステップ3
Wait_ms(msec)
Wait_ms(msec)
ステップ1
ステップ4
Wait_ms(msec)
Wait_ms(msec)
ステップ2
ステップ5
Wait_ms(msec)
Wait_ms(msec)
タイマカウンタ設定
ホームポジション
ウェイト関数
永久ループ
Go_Fw()
ループ
Go_Fw開始
終了
結果・考察
1. SolidWorksを用いて設計を行い、アセンブリの機能を用いて4
軸2足歩行ロボットを組み立てた。
2. 重心移動のコントロールの測定から、回転のパラメータと角度
の関係が得られた。
3. 超音波距離センサを使用し、距離の測定が出来た。
4. プログラム開発では、静歩行用プログラムを作成することが
出来た。